JPH0586853B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0586853B2 JPH0586853B2 JP59098090A JP9809084A JPH0586853B2 JP H0586853 B2 JPH0586853 B2 JP H0586853B2 JP 59098090 A JP59098090 A JP 59098090A JP 9809084 A JP9809084 A JP 9809084A JP H0586853 B2 JPH0586853 B2 JP H0586853B2
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- JP
- Japan
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- gold
- germanium
- nickel
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/01—Manufacture or treatment
- H10D64/011—Manufacture or treatment of electrodes ohmically coupled to a semiconductor
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、微細形状が形成可能であり、かつ超
低抵抗率を有するｎ型半導体へのオーム性電極の
製造方法に関するものである。
低抵抗率を有するｎ型半導体へのオーム性電極の
製造方法に関するものである。
従来のｎ型半導体、特にGaAsなどの化合物半
導体へのオーム性電極としては、金−ゲルマニウ
ム膜上をニツケル膜で被覆した構成の電極が良く
用いられているが、この電極の製造工程中には、
熱処理あるいは合金化と称する電極金属とGaAs
結晶との合金化の過程を必要とする。ところが、
電極金属が金−ゲルマニウム膜及び該膜上をニツ
ケル膜で被覆した構成のものでは、この熱処理合
金化の過程で電極金属が凝集を起こし、所望の形
状の電極を形成できないという欠点、及び該熱処
理合金化の過程で、合金化が不均一に起こり、オ
ーム性コンタクト抵抗率が十分小さくならないと
う欠点があつた。また、同種の理由により電極の
横方向の抵抗が大きいという欠点もあつた。さら
に、熱処理を450℃程度の高温で行なわなければ
ならないという欠点もあつた。
導体へのオーム性電極としては、金−ゲルマニウ
ム膜上をニツケル膜で被覆した構成の電極が良く
用いられているが、この電極の製造工程中には、
熱処理あるいは合金化と称する電極金属とGaAs
結晶との合金化の過程を必要とする。ところが、
電極金属が金−ゲルマニウム膜及び該膜上をニツ
ケル膜で被覆した構成のものでは、この熱処理合
金化の過程で電極金属が凝集を起こし、所望の形
状の電極を形成できないという欠点、及び該熱処
理合金化の過程で、合金化が不均一に起こり、オ
ーム性コンタクト抵抗率が十分小さくならないと
う欠点があつた。また、同種の理由により電極の
横方向の抵抗が大きいという欠点もあつた。さら
に、熱処理を450℃程度の高温で行なわなければ
ならないという欠点もあつた。
合金化の不均一を防ぎ、電極金属の凝縮を防ぐ
には、ｎ型半導体と、金−ゲルマニウム及びニツ
ケル膜との間に両者と反応しないが、その一部分
を通す物質の膜を形成し、合金化を均一に、かつ
おだやかに行なわせれば良い。しかし、該物質と
して金属のような緻密な物質を用いると、拡散が
大きく制限され、合金化が十分行なわれない。一
方、電極の横方向の抵抗を低くするためには、該
金−ゲルマニウム及びニツケル膜の上に金膜を被
覆するのが良いが、この構成では熱処理を行なう
と金過剰になり、オーム性コンタクト抵抗率が大
きくなるという欠点があつた。
には、ｎ型半導体と、金−ゲルマニウム及びニツ
ケル膜との間に両者と反応しないが、その一部分
を通す物質の膜を形成し、合金化を均一に、かつ
おだやかに行なわせれば良い。しかし、該物質と
して金属のような緻密な物質を用いると、拡散が
大きく制限され、合金化が十分行なわれない。一
方、電極の横方向の抵抗を低くするためには、該
金−ゲルマニウム及びニツケル膜の上に金膜を被
覆するのが良いが、この構成では熱処理を行なう
と金過剰になり、オーム性コンタクト抵抗率が大
きくなるという欠点があつた。
本発明は、上記従来のオーム性電極形成の欠
点、電極金属が凝集を起こし、所望形状にできな
い点，オーム性コンタクト抵抗率が十分小さくな
らない点、横方向の抵抗が大きい点のいずれをも
解決するものである。
点、電極金属が凝集を起こし、所望形状にできな
い点，オーム性コンタクト抵抗率が十分小さくな
らない点、横方向の抵抗が大きい点のいずれをも
解決するものである。
本発明は、これらの欠点を解決するために、金
−ゲルマニウム膜及びニツケル膜の上をチタン膜
及び全膜で被覆し、低温で熱処理を行なう。
−ゲルマニウム膜及びニツケル膜の上をチタン膜
及び全膜で被覆し、低温で熱処理を行なう。
以下図を用いて本発明を説明する。第１図は本
発明の一実施例であつて、１はｎ型半導体、２は
金−ゲルマニウム膜、３はニツケル膜、４はチタ
ン膜、５は低抵抗金属膜である。第２図は、その
具体例として、不純物濃度３×1018cm-3のｎ型
GaAs上に設けた900Åの厚さの金−ゲルマニウ
ム合金膜２上に、100Åの厚さのニツケル膜３を
設け、その上に1000Åのチタン膜４を設け、その
上に2000Åの金膜５を設けて、熱処理合金化した
もので、そのオーム性抵抗率の熱処理温度依存性
を示したものである。360℃以下では金−ゲルマ
ニウム合金の融点で以下であるため、430℃以上
ではチタン膜が破れて金過剰になる事及び、
GaAsとの界面のチタンを通した合金化が過剰に
なるために、抵抗率がやや高くなつているが、
370℃乃至400℃の範囲では従来のｎ型GaAsへの
オーム性電極に比べ数倍乃至１桁程度低くなつて
おり、先に説明した本発明の作用効果をよく反映
している。
発明の一実施例であつて、１はｎ型半導体、２は
金−ゲルマニウム膜、３はニツケル膜、４はチタ
ン膜、５は低抵抗金属膜である。第２図は、その
具体例として、不純物濃度３×1018cm-3のｎ型
GaAs上に設けた900Åの厚さの金−ゲルマニウ
ム合金膜２上に、100Åの厚さのニツケル膜３を
設け、その上に1000Åのチタン膜４を設け、その
上に2000Åの金膜５を設けて、熱処理合金化した
もので、そのオーム性抵抗率の熱処理温度依存性
を示したものである。360℃以下では金−ゲルマ
ニウム合金の融点で以下であるため、430℃以上
ではチタン膜が破れて金過剰になる事及び、
GaAsとの界面のチタンを通した合金化が過剰に
なるために、抵抗率がやや高くなつているが、
370℃乃至400℃の範囲では従来のｎ型GaAsへの
オーム性電極に比べ数倍乃至１桁程度低くなつて
おり、先に説明した本発明の作用効果をよく反映
している。
第３図は本発明の他の実施例であつて、第１図
と反応箇所は同一番号であり、６はｎ型半導体
層、７はｐ型半導体層、８はクロム膜、９は金膜
である。本発明のオーム性電極は、従来のものに
比べ低温での熱処理が可能であり、従つて、本実
施例でｐ型及びｎ型半導体へのオーム性電極を同
時に熱処理して、低抵抗化することが可能であ
る。
と反応箇所は同一番号であり、６はｎ型半導体
層、７はｐ型半導体層、８はクロム膜、９は金膜
である。本発明のオーム性電極は、従来のものに
比べ低温での熱処理が可能であり、従つて、本実
施例でｐ型及びｎ型半導体へのオーム性電極を同
時に熱処理して、低抵抗化することが可能であ
る。
これは、ｎ型，ｐ型半導体を用いるバイポーラ
トランジスタ、ダイオード、pn接合型電界効果
トランジスタなどへ適用可能であり、工程が簡単
化できるという利点がある。
トランジスタ、ダイオード、pn接合型電界効果
トランジスタなどへ適用可能であり、工程が簡単
化できるという利点がある。
本発明者が、前記物質及び金膜被覆方法につい
て実験的に究明したところ以下の事実が判明し
た。すなわち、本発明のごとく、ｎ型GaAs結晶
表面に金−ゲルマニウム合金膜を設け、その上に
ニツケル膜を設けその上にチタン膜を設け、さら
にその上に金膜を設けて、熱処理合金化すると、
まずチタンの一部が金−ゲルマニウム層及びニツ
ケル膜を通して拡散し、GaAs層との界面に析出
する。その後に、金−ゲルマニウム及びニツケル
が、このチタン層を通して、おだやかに、かつ均
一に拡散する事により、凝縮が無く、抵抗率の低
いオーム性電極が形成される。
て実験的に究明したところ以下の事実が判明し
た。すなわち、本発明のごとく、ｎ型GaAs結晶
表面に金−ゲルマニウム合金膜を設け、その上に
ニツケル膜を設けその上にチタン膜を設け、さら
にその上に金膜を設けて、熱処理合金化すると、
まずチタンの一部が金−ゲルマニウム層及びニツ
ケル膜を通して拡散し、GaAs層との界面に析出
する。その後に、金−ゲルマニウム及びニツケル
が、このチタン層を通して、おだやかに、かつ均
一に拡散する事により、凝縮が無く、抵抗率の低
いオーム性電極が形成される。
一方、チタン膜の大部分は、金−ゲルマニウム
及びニツケル膜と、金膜とを分離する膜として残
り、熱処理合金化を行なつても、金−ゲルマニウ
ム及びニツケル合金層が金過剰になるのを防いで
いるのみならず、残つた金膜は電極の横方向の抵
抗を低くする役目をする。
及びニツケル膜と、金膜とを分離する膜として残
り、熱処理合金化を行なつても、金−ゲルマニウ
ム及びニツケル合金層が金過剰になるのを防いで
いるのみならず、残つた金膜は電極の横方向の抵
抗を低くする役目をする。
発明者は、以上の効果が、各金属膜厚及び熱処
理合金化温度と深い相関関係にあると考えて、注
意深い検討を行なつた結果、金−ゲルマニウム膜
厚100Å〜2000Å，ニツケル膜厚10Å〜500Å，チ
タン膜厚100Å〜4000Å，低抵抗金属を1000Å以
上とすれば、前記効果が得られる事を確認した。
理合金化温度と深い相関関係にあると考えて、注
意深い検討を行なつた結果、金−ゲルマニウム膜
厚100Å〜2000Å，ニツケル膜厚10Å〜500Å，チ
タン膜厚100Å〜4000Å，低抵抗金属を1000Å以
上とすれば、前記効果が得られる事を確認した。
本発明の効果は、電気的特性はもとより、微細
な幾何学的形状を形成することができるなど、前
記従来の欠点をその原因から取り除くことに成功
したことは勿論であるが、本発明に於いて、金−
ゲルマニウム及びニツケル膜厚を薄くした場合
に、熱処理合金化した時侵食されるGaAs結晶の
深さを、従来のものよりも大幅に小さくする事が
可能である事も特筆すべきである。前記侵食が及
ぼすデバイス製造上の問題は特にエピタキシヤル
層を使用するデバイスでは重大な影響を与えてい
た。
な幾何学的形状を形成することができるなど、前
記従来の欠点をその原因から取り除くことに成功
したことは勿論であるが、本発明に於いて、金−
ゲルマニウム及びニツケル膜厚を薄くした場合
に、熱処理合金化した時侵食されるGaAs結晶の
深さを、従来のものよりも大幅に小さくする事が
可能である事も特筆すべきである。前記侵食が及
ぼすデバイス製造上の問題は特にエピタキシヤル
層を使用するデバイスでは重大な影響を与えてい
た。
また、従来のｎ型GaAsへのオム性電極に比べ
て低温で熱処理が可能なため、ｐ型GaAsへのオ
ーム性電極と同時に熱処理を行うことが容易にな
つたことも重要な点である。
て低温で熱処理が可能なため、ｐ型GaAsへのオ
ーム性電極と同時に熱処理を行うことが容易にな
つたことも重要な点である。
例えば、ヘテロ接合バイポーラトランジスタを
製作する場合、素子の高速特性を実現するために
はベース抵抗を低減する必要があるが、そのため
には極めて細いエミツタ電極を形成する必要があ
る。またその場合、同時にエミツタ抵抗も低減す
る必要があり、コンタクト抵抗率及びメタル自体
の抵抗も十分低くなければはらない。この場合、
本発明を適用すれば、以上説明したように極めて
細く、かつ抵抗率の低いオーム性抵抗を形成する
事ができ、従つて素子の特性を著しく向上させる
事ができるという利点がある。
製作する場合、素子の高速特性を実現するために
はベース抵抗を低減する必要があるが、そのため
には極めて細いエミツタ電極を形成する必要があ
る。またその場合、同時にエミツタ抵抗も低減す
る必要があり、コンタクト抵抗率及びメタル自体
の抵抗も十分低くなければはらない。この場合、
本発明を適用すれば、以上説明したように極めて
細く、かつ抵抗率の低いオーム性抵抗を形成する
事ができ、従つて素子の特性を著しく向上させる
事ができるという利点がある。
以上のような効果は、FET，レーザダイオー
ド，フオトダイオード等の素子においても同様で
ある。
ド，フオトダイオード等の素子においても同様で
ある。
第１図は本発明の電極構成の一実施例を示す
図、第２図は本発明の具体例として、３×1018cm
−３ドープのｎ型GaAsに対するオーム性コンタク
ト抵抗率の熱処理温度依存性を示す図、第３図は
本発明のｎ型及びｐ型半導体に対するオーム性コ
ンタクトの同時熱処理の一実施例を示す図であ
る。 １，６……ｎ型半導体、２……金−ゲルマニウ
ム膜、３……ニツケル膜、４……チタン膜、５…
…低抵抗金属膜、７……ｐ型半導体、８……クロ
ム膜、９……金膜。
図、第２図は本発明の具体例として、３×1018cm
−３ドープのｎ型GaAsに対するオーム性コンタク
ト抵抗率の熱処理温度依存性を示す図、第３図は
本発明のｎ型及びｐ型半導体に対するオーム性コ
ンタクトの同時熱処理の一実施例を示す図であ
る。 １，６……ｎ型半導体、２……金−ゲルマニウ
ム膜、３……ニツケル膜、４……チタン膜、５…
…低抵抗金属膜、７……ｐ型半導体、８……クロ
ム膜、９……金膜。
Claims (1)
- １ ｎ型GaAs結晶上に設けた金−ゲルマニウム
合金膜上をニツケル膜で被覆し、該ニツケル膜上
をチタン膜で被覆し、該チタン膜上を低抵抗金属
膜で被覆した後、熱処理を行なつて、ｎ型半導体
へオーム性電極を形成する方法において、前記金
−ゲルマニウム膜厚を100Å乃至2000Å，前記ニ
ツケル膜厚を10Å乃至500Å，前記チタン膜厚を
100Å乃至4000Å、前記低抵抗金属を1000Å以上
とし、前記熱処理を370乃至400℃で行なうことを
特徴とする半導体オーム性電極の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59098090A JPS60242619A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 半導体オ−ム性電極の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59098090A JPS60242619A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 半導体オ−ム性電極の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60242619A JPS60242619A (ja) | 1985-12-02 |
| JPH0586853B2 true JPH0586853B2 (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=14210641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59098090A Granted JPS60242619A (ja) | 1984-05-16 | 1984-05-16 | 半導体オ−ム性電極の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60242619A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2761735B2 (ja) * | 1988-10-04 | 1998-06-04 | 株式会社村田製作所 | 耐熱性オーミック電極及び当該耐熱性オーミック電極の製造方法 |
| US5179041A (en) * | 1989-06-16 | 1993-01-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing an electrode structure for III-V compound semiconductor element |
| JPH0387067A (ja) * | 1989-06-16 | 1991-04-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ３―５族化合物半導体素子の電極構造及びその形成方法 |
| JPH04298028A (ja) * | 1991-03-26 | 1992-10-21 | Murata Mfg Co Ltd | オーミック電極の形成方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5880872A (ja) * | 1981-11-09 | 1983-05-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置 |
| JPS58210665A (ja) * | 1982-06-02 | 1983-12-07 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
-
1984
- 1984-05-16 JP JP59098090A patent/JPS60242619A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60242619A (ja) | 1985-12-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |